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Elektronik I (V4/Ü1)

Vorlesender: Prof. Dr.-Ing. Andreas König

Übungsleiter: Prof. Dr.-Ing. Andreas König

Sprechstunde: Im Vorlesungszeitraum immer Montags, 13:00-14:00, 12/455, sonst nach Aushang oder Vereinbarung (koenig@eit.uni-kl.de)

Inhalt:

• Entwicklung der Elektronik
• Grundlagen der Halbleiterelektronik und-technologie
• pn-Übergang und -Diode
• M-HL-Übergang und Schottky-Diode
• M-I-HL-Übergang
• Bipolar- und Feldeffekttransistoren (JFET/MOSFET
• Einfache Modelle und Prinzip der SPICE-Modellierung
• Thermisches Verhalten der HLB
• Grundlegende Transistorschaltungen
• Arbeitspunktfestlegung, Ersatzschaltbilder Kleinsignalbetrieb
• Rückkopplung von Schaltungen
• Passive elektronische Bauelemente
• Grundlagen analoger Schaltungen
• Grundlagen digitaler Schaltungen
• Spezielle Bauelemente der Elektronik (Sensoren, Aktoren, Anzeigen)

Die Vorlesung entwickelt aus den Grundlagen der Halbleiterelektronik die notwendigen Kenntnisse der Modellierung und schaltungstechischen Anwendung wichtiger Halbleiter-bauelemente für die Handrechnung und die rechnergestützte Simulation mit dem Schaltungssimulator PSPICE. Beispielsweise werden mit den vermittelten Halbleitergrundlagen relevante Parameter eine Germaniumdiode berechnet, in ein entsprechendes PSPICE-Model eingegeben und das neue Bauteil in Simulationen eingesetzt. Es wird mit den wesentlichen aktiven und passiven Bauelementen der Elektronik, deren Verwendung in Schaltungen und der Dimensionierung bzw. Entwicklung von Schaltungen mittels des Schaltungsimulators PSPICE und folgendem praktischem Aufbau vertraut gemacht. Entsprechend ergeben sich ganz verschiedene Ansichten von Bauelementen, hier am Beispiel eines Bipolartransistors:

Eine Sammlung relevanter Schaltungen für PSPICE sowie ggf. Matlab-Beispielen wird im Download-Bereich zur Verfügung gestellt. Übliche Techniken der Aufbau- und Verbindungstechnik zur Systemintegration mit diskret gehäusten Bauelementen, z.B. durch gedruckte Schaltungen (Printed-Circuit-Boards, PCB) werden dargelegt.

Literatur

1. Jaeger, Blalock: Microelectronic Circuit Design, McGrawHill, 2003.
2. Reisch: Elektronische Bauelemente, Springer, 1998.
3. Dimitrijev: Understanding Semiconductor Devices, Oxford University Press, 2001.
4. Möschwitzer: Grundlagen der Halbleiter- und Mikroelektronik, Carl Hanser Verlag, 1992.
5. Möschwitzer, Lunze: Halbleiterelectronik, VEB Verlag 1979.
6. Paul, Elektronische Bauelemente, Teubner Stuttgart, 1989.
7. Böhmer: Elemente der angewandten Elektronik, Vieweg, 2001.
8. Tietze, Schenk: Halbleiterschaltungstechnik (L elt 530).
9. Wupper: Elektronische Schaltungen 1 u. 2 (L elt 510).

Voraussetzungen:

Grundlagen der Elektrotechnik I und II, Theoretische Elektrotechnik I.

Zugehörige Veranstaltungen:

Messtechnik I

Folgeveranstaltungen:

Elektronik II, TESYS, HEIS

Prüfung: schriftlich

Lehrveranstaltungsnummer: 85-701

Lehrunterlagen:

Es werden Folien zur Vorlesung (ppt/pdf), Übungsblätter, Altklausuren und rechnergestützte Demonstrationen und Übungen für Matlab und PSPICE hier bereitgestellt. Die Zugangsinformationen zu den Unterlagen, die ausschließlich für die Hörer der Veranstaltung bestimmt sind, werden in der Vorlesung bekannt gegeben. Nachdruck der Unterlagen, Weitergabe an Dritte, sowie Weitergabe der Zugangsinformation sind ohne schriftliche Zustimmung des Vorlesenden ausdrücklich untersagt.